一種帶有聲交互功能的數碼鍵盤式樂器及其實現方法技術

本發明專利技術提出一種帶有聲交互功能的數碼鍵盤式樂器，該鍵盤式樂器配備交互模塊，能夠發射或接收聲/超聲信號，通過設定特殊的琴鍵及其發出特定頻率的聲/超聲波，可進行多部發明專利技術所述樂器之間以及和現有傳統樂器之間信息的交互，實現多部樂器演奏時的同步、協調、指揮等功能。所述發明專利技術裝置及方法提供了一種輔助多部樂器合作演奏以及樂器學習的方案，便于多人演奏和學習時的溝通和配合，尤其適于音樂初學者和業余音樂愛好者。

Digital keyboard type musical instrument with sound interaction function and realizing method thereof

The invention provides a digital keyboard type musical instrument with a sound interactive function, the keyboard type musical instrument equipped with interactive module, capable of transmitting or receiving acoustic / ultrasonic signal, a specific frequency by setting the special keys and acoustic / ultrasonic, interactive information of the instruments and between the existing and traditional instruments. The realization of multiple synchronization, coordination and command functions when playing musical instruments. The invention provides a device and method of playing musical instruments and auxiliary instruments cooperative learning strategy, to facilitate people playing and learning communication and cooperation, especially suitable for beginners and amateur music music lovers.

【技術實現步驟摘要】
一種帶有聲交互功能的數碼鍵盤式樂器及其實現方法
本專利技術主要涉及樂器的設計、演奏形式等，具體為一種帶有聲交互功能的數碼鍵盤式樂器及其實現方法。
技術介紹
樂器指用于音樂的發聲器。人們對音樂的需求是音域寬，音色好，演奏易。因此各色各樣有自己特有的音色、音域和演奏方式的樂器相繼出現。其中，鍵盤樂器由于每個按鍵都有固有的音高，且含多個整齊排列的琴鍵，相對一般樂器音域更寬廣，音色配合度更高而備受人們喜愛，也是樂器初學者的首選。常見的鍵盤樂器有鋼琴、手風琴、電子琴等。為了滿足人們對音樂豐富性的需求，出現了多個樂器一起組合演奏的形式，比如交響樂、協奏、樂隊組合等。多個樂器組合演奏的時候，多個樂器之間的協調、配合、同步等十分關鍵，因此通常大型樂隊或樂團需要有指揮、領奏、首席等角色，這些角色通常都具有很高的音樂素養和豐富的演出經驗，從而保障多人演出的順利進行。有一些小型樂隊沒有配備這些角色，但需要通過臺下不斷的配合演練才能達到比較好的默契程度和演出效果。而對于業余音樂愛好者及樂器初學者，音樂素養及基礎相對薄弱，多人彈奏實現較好配合的難度很大。并且由于受人員、資源等限制，沒有專門的指揮、領奏人員，也沒有太多時間精力練習和培養配合的默契程度。因此需要一種可以輔助實現在多部樂器之間協調、交互的解決方案。
技術實現思路
本專利技術針對上述多個樂器配合演奏的問題，提出一種帶有聲交互功能的鍵盤式樂器。該鍵盤式樂器配備交互模塊，以聲/超聲信號為交互媒介，通過設定特殊的按鍵及其發出特定頻率特性的聲/超聲波，進行多部該樂器以及其它現有傳統樂器之間信息的交互，進而實現多部樂器演奏時的同步、協調、指揮等功能。本專利技術目的在于給出一種簡易的輔助多部樂器合作演奏、相互協調的方案，尤其適合初學者和業余音樂愛好者，作為現有鍵盤樂器產品的補充和拓展，提出一種帶有聲交互功能的數碼鍵盤式樂器。一種帶有聲交互功能的數碼鍵盤式樂器，以聲/超聲信號為交互媒介的方式實現樂器之間的協調和通信，由軟定義鍵盤、聲合成交互模塊組成。所述樂器既能實現同類之間交互，也可與不加改造的傳統樂器交互；聲合成交互模塊可獨立出來，作為傳統樂器的補充配件，用于傳統樂器之間的交互。上述軟定義鍵盤相當于鋼琴或者電子琴上的琴鍵，形式上與現有按鍵式樂器鍵盤兼容。軟定義鍵盤含有現有鍵盤式樂器的部份數量的按鍵，比如：一個八度或者數個八度。根據曲譜的情況，按鍵可設置為演奏用鍵和交互功能鍵，其中演奏用鍵用于曲譜的彈奏,交互功能鍵用于實現樂器之間交互,由聲合成交互模塊軟定義，可實現不同類別樂器之間交互。上述聲合成交互模塊，既用于控制每個按鍵所發出的聲音，也用于與其它樂器的協調和通信。聲合成交互模塊，含有聲合成單元、聲接收單元、顯示單元、寬頻電子發聲單元和交互處理單元。其中，聲合成單元按照軟定義鍵盤的按鍵，包括演奏用鍵和交互功能鍵，合成特定音調、音域、音色的電信號，并經過寬頻電子發聲單元輸出。電信號的頻域范圍為聲波頻段（即：人耳聽力范圍頻段20Hz-20KHz）和超聲頻段（即：大于20KHz），其中聲波頻段用于演奏和交互功能，超聲頻段用于交互功能，具體根據使用場景需求而定。聲接收單元用于接收其它樂器發出的聲/超聲信號，并傳給交互處理單元。顯示單元用于演奏狀態的顯示，可以是指示燈（組）、顯示屏、振動模塊的其中一種或多種。寬頻電子發聲單元用于將聲合成單元產生的電信號轉為聲/超聲信號并向外發射，其音域（頻率范圍）不受傳統樂器物理音域限制，可發出超低或超高的音調，含聲波頻段和超聲頻段。交互處理單元用于分析和解調聲/超聲信號，產生交互信息，并輸出顯示單元顯示。交互處理單元根據聲接收單元接收到其它樂器的聲/超聲信號，既可解調出其它樂器發出的聲/超聲交互信號，也可與自身發出的聲信號做各種比較，如：自相關等，根據曲譜自動分析演奏的狀態，自動產生交互信息。上述一種帶有聲交互功能的數碼鍵盤式樂器既能實現同類之間交互，也可與不加改造的傳統樂器交互。其中專利技術所述樂器同類之間的交互指令可采用聲/超聲頻段，與不加改造的傳統樂器的交互指令采用聲波頻段。上述的聲合成交互模塊也可獨立出來，作為傳統樂器的補充配件，用于傳統樂器之間的交互，此時交互指令采用聲/超聲頻段。上述一種帶有聲交互功能的數碼鍵盤式樂器，演奏方便、使用靈活，組合多樣：單個或者多個組合演奏，既能滿足初學者的教學、娛樂、親子活動需求；多個適當地組合，可突破傳統按鍵式樂器的音域、音色的限制，模擬各種樂器組成大編制樂隊，滿足專業演奏的需求。一種上述帶有聲交互功能的數碼鍵盤樂器實現聲交互的方法，具體實現步驟如下：S1：演奏前：每個樂器的演奏者先設置每個琴鍵的音調、音域和音色，區分演奏用鍵和交互功能鍵，并選擇每個樂器的演奏角色，包括：指揮、協奏、領奏。不同角色有不同的權限，在演奏時可選其中一種或幾種角色。同時一起合奏的樂器之間進行交互配對。S2：演奏時：每個演奏者根據自己所選的角色、樂譜開始演奏。進一步地，步驟S2包括：S21：選擇指揮角色的演奏者可通過預設功能鍵，由聲交互模塊產生特定的交互信號向其它演奏者發出指揮，協調演奏速度。S22：選擇協奏角色的演奏者，其所彈樂器的聲交互模塊接收指揮角色的交互信息并解調，將結果顯示出來，提示演奏者做出調整。S23：選擇領奏角色的演奏者按照曲譜彈奏，其所彈樂器的聲交互模塊根據曲譜和彈奏的情況，自動分析其彈奏狀態，并將結果顯示出來，提示演奏者做出調整。本角色用于演奏者與琴的交互。與傳統鍵盤式樂器相比，本專利技術有如下優點：（1）所述專利技術樂器具有聲交互功能，可實現指揮、協奏、領奏等多種功能，以及實現不同類別樂器之間的交互。可廣泛用于學期教學、親子互動、組合樂隊等多人演奏場景。（2）所述專利技術樂器的聲交互信號可軟件定義與設置，可根據不同演奏場景的需求進行設定，比如設為可聽音頻，便于排練時演奏者之間協調；可設為超聲頻段，對演奏樂曲不形成干擾。（3）所述專利技術樂器既能實現同類之間交互，也可與不加改造的傳統樂器交互。同時所述樂器的聲合成交互模塊可獨立出來，作為傳統樂器的補充配件，用于傳統樂器之間的交互。附圖說明圖1是所述專利技術樂器的系統框圖；圖2是所述專利技術樂器的軟定義鍵盤的示例圖；圖3是所述專利技術樂器的聲合成交互模塊的結構示意圖；圖4是所述專利技術樂器聲交互功能具體實現流程圖。具體實施方式為使本專利技術的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合附圖對本專利技術實施方式作進一步詳細地說明。實施例本專利技術提出一種帶有聲交互功能的數碼鍵盤式樂器，以聲/超聲信號為交互媒介的方式實現樂器之間的協調和通信，其系統框圖如圖1所示，包括軟定義鍵盤101、聲合成交互模塊102。上述軟定義鍵盤相當于鋼琴或者電子琴上的琴鍵，形式上與現有按鍵式樂器鍵盤兼容。為了降低學習和彈奏的難度，軟定義鍵盤按鍵數量少于現有鍵盤式樂器的按鍵數，按鍵的音調、音域、音色均由聲合成交互模塊軟定義。同時根據曲譜的情況，按鍵可設置為演奏用鍵和交互功能鍵，其中演奏用鍵用于曲譜的彈奏,交互功能鍵用于實現樂器之間交互,由聲合成交互模塊軟定義，可實現不同類別樂器之間交互。軟定義鍵盤的其中一種實現形式如圖2所示，鍵盤采用類鋼琴琴鍵的結構形式，含有一個八度，即12個鍵（7個白鍵、5個黑鍵），可根據琴譜的情況，演奏者設置不用的鍵為交互功能鍵，例本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種帶有聲交互功能的數碼鍵盤式樂器，其特征在于，以聲/超聲信號為交互媒介的方式實現樂器之間的協調和通信，由軟定義鍵盤、聲合成交互模塊組成；所述樂器既能實現同類之間交互，也可與不加改造的傳統樂器交互；聲合成交互模塊可獨立出來，作為傳統樂器的補充配件，用于傳統樂器之間的交互。

【技術特征摘要】
1.一種帶有聲交互功能的數碼鍵盤式樂器，其特征在于，以聲/超聲信號為交互媒介的方式實現樂器之間的協調和通信，由軟定義鍵盤、聲合成交互模塊組成；所述樂器既能實現同類之間交互，也可與不加改造的傳統樂器交互；聲合成交互模塊可獨立出來，作為傳統樂器的補充配件，用于傳統樂器之間的交互。2.根據權利要求1所述的一種帶有聲交互功能的數碼鍵盤式樂器，其特征在于，軟件定義鍵盤可以由用戶設定演奏用鍵和交互功能鍵，其中演奏用鍵用于曲譜的彈奏,交互功能鍵用于實現樂器之間交互，由聲合成交互模塊軟定義。3.根據權利要求1所述的一種帶有聲交互功能的數碼鍵盤式樂器，其特征在于，聲合成交互模塊既用于控制每個按鍵的所發出的聲音，也用于與其它樂器的協調和通信，其含有聲合成單元、聲接收單元、顯示單元、寬頻電子發聲單元和交互處理單元。4.根據權利要求3中所述的一種帶有聲交互功能的數碼鍵盤式樂器，其特征在于，聲合成單元合成按鍵特定的音調、音域、音色的電信號，并經過寬頻電子發聲單元輸出，電信號的頻域范圍為聲波頻段和超聲頻段，其中聲波頻段用于演奏和交互功能，超聲頻段用于交互功能。5.根據權利要求3中所述的一種帶有聲交互功能的數碼鍵盤式樂器，其特征在于，聲接收單元可以接收其它樂器發出的聲/超聲信號，并傳給交互處理單元。6.根據權利要求3中所述的一種帶有聲交互功能的數碼鍵盤式樂器，其特征在于，交互處理單元可以自動分析或解調出交...

【專利技術屬性】
技術研發人員：韋崗，李杰，馬碧云，楊萃，
申請(專利權)人：廣州豐譜信息技術有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東,44